基于性能的抗震设计理论的研究现状及展望.doc

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1、基于性能的抗震设计理论的研究现状及展望地震是危害最大的自然灾害之一，地震作用也是大部分工程结构的控制荷载。近年来，按现行抗震规范设计的大量建筑结构遭受了超过设计水准的强震，如1994年美国NorthridgeM6.7级地震、1995年日本兵库县南部M7.2级地震、1999年我国台湾集集镇M7.6级地震、2008年我国四川汶川M8.0级地震，由于各国家和地区采取了不断进步的结构设防措施，地震灾害造成的人员伤亡已明显下降,但结构的损毁程度、丧失使用功能引起的经济损失之大、修复成本Z高仍超出人们的预想，迫使工程界对现

2、行抗震设计理论和方法进行深刻的反思，探讨更完善的结构抗震设计理论和设计方法成为研究热点。一「基于结构性能的抗震设计理论当前各国采用的小震不坏、中震可修、大震不倒抗震设防水准,是以保证生命安全为单一设防目标的。尽管能做到大震时主体结构不倒塌以保证生命安全，但仍可能导致中小地震作用下结构丧失正常使用功能而造成巨大的财产损失。1994年在美国1995年在日本（阪神）发生了破坏性的地震，由于这类地区集中了大量的社会财富，地震所造成的经济损失和人员伤亡是非常巨大的。在此背景下，人们不得不重新审视现有的抗震设计思想，于是基

3、于性能的抗震设计（20世纪90年代）被认为是未來抗震设计的主要发展方向。二「基于结构性能的抗震理论的基本内容基于性能的抗震理论框架包括地震设防水准、结构抗震性能目标和结构抗震设计方法等三个方面：(1)地震设防水准的选择在基于性能的抗震理论中占有重要地位。美国联邦紧急救援署提供资料，基于性能的抗震研究可以沿用4个性能水准。(2)结构抗震性能目标是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级，选择合适的性能目标是基于性能的抗震理论的核心内容，抗震性能目标的确定耍综合考虑场地和结构的功能与重要性、投资与效益、震后损失

4、与恢复重建、潜在的历史文化价值、社会效益以及业主的承受能力等诸多因素。目前抗震性能目标的限值大多采用应力、位移、延性系数、能量耗散指标等，其中位移限值的应用研究较为普遍。(3)基于性能的抗震设计方法是基于性能的抗震理论的重耍内容，结构的计算方法一般分为线性静力、非线性静力和非线性动力分析方法。其目前的设计程序延续了现行的结构设计体系，强调结构位移和非线性静力分析，实际上还是基于位移的抗震设计。基于位移的设计方法大致分为3种：按延性系数设计的方法、能力谱法和直接基于位移的方法。基于结构性能设计理论的具体设计方法和

5、程序尚未成型，耍取得统一认识还需深入研究。三「基于结构性能的抗震理论的特点及发展趋势基于性能的抗震理论是通过对强烈震害分析总结而提出的一种新的设计方法。此理论不同于目前的设计理念和方法，但它并不排斥现行设计理论和经验，具有以下特点：(1)基于性能的抗震理论提岀多目标的设计理念，它所确定的抗震功能目标既耍保证生命安全又要考虑经济财产损失。（2）基于性能的抗震理论更强调个性设计，结构功能目标可按实际需耍，并有利于减隔震技术和高强高性能混凝土等新材料的推广应用。同时，结构的抗震能力是按选定的抗震功能目标进行设计，具有

6、可预见性。（3）基于性能的抗震理论目前还没有统一的设计方法，很多学者提出了采用结构层间变形或顶点位移作为性能指标，它是从传统的以力为基础的设计转变成以变形为基础的设计，是从弹性设计方法转变为弹塑性的设计方法，解决了传统设计理论上的不足，尽可能使结构的预期功能与实际地震作用下的功能相符合。目前对基于性能的抗震设计理论的基础框架及本质特征虽有不少文献进行了描述，但对一些细节问题还没有达成一致看法，所提出了一些建议还缺乏实际统计数据的支持。在今后的研究工作中要对结构损伤状态图的绘制进行统计数据的支持，还耍使用精确而有

7、效的系统可靠性分析方法对复杂结构进行大量可靠性分析，以促进实际设计标准的发展。结构失效是罕遇事件，在较短的时间内统计数据具有局限性，因此试验是建立数据支持的仅有的可行性方法。基于位移的设计方法已经成功运用在钢筋混凝土桥墩和剪力墙上，而基于能量的设计方法仅在耗能装置等地方限制使用，今后耍扩大两种理论的使用范围，使结构分析更符合实际。